JP5814974B2

JP5814974B2 - IP uncompressed video encoder

Info

Publication number: JP5814974B2
Application number: JP2013079664A
Authority: JP
Inventors: 中村　和則; 和則中村; 成田　和生; 和生成田; 翔本郷; 幸嗣中尾; 弘幸寺崎; 宏和新井; 政明小島; 幸代朝倉
Original assignee: MEDIA GLOBAL LINKS Co Ltd; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: MEDIA GLOBAL LINKS Co Ltd; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2015-11-17
Anticipated expiration: 2033-04-05
Also published as: JP2014204331A

Description

本発明は、映像エンコーダに関し、より詳細には、非圧縮映像のＩＰパケットストリームから圧縮映像のＩＰパケットストリームに変換する映像エンコーダに関する。 The present invention relates to a video encoder, and more particularly to a video encoder that converts an uncompressed video IP packet stream into a compressed video IP packet stream.

映像を圧縮し伝送する従来の映像エンコーダは、３Ｇ−ＳＤＩ、ＨＤ−ＳＤＩあるいはＳＤ−ＳＤＩといった非圧縮のデジタル映像信号を入力し、ＭＰＥＧ２、Ｈ−２６４、ＪＰＥＧ２０００等の圧縮技術を用いて圧縮したデータをＭＰＥＧ２−ＴＳのフォーマットに格納し、ＤＶＢ−ＡＳＩまたはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）に送信する。Ｅｔｈｅｒｎｅｔへの送信については、ＳＭＰＴＥ（ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＭｏｔｉｏｎＰｉｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）で標準化されたＳＭＰＴＥ２０２２−１／２の仕様に準拠したＦＥＣ（ＦｏｒｗａｒｄＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）方式、パケットフォーマットを用いて送信を行う映像エンコーダが主流である。 A conventional video encoder that compresses and transmits video inputs an uncompressed digital video signal such as 3G-SDI, HD-SDI, or SD-SDI, and compresses it using a compression technique such as MPEG2, H-264, or JPEG2000. Data is stored in the MPEG2-TS format and transmitted to DVB-ASI or Ethernet (registered trademark). For transmission to Ethernet, FEC (Forward Error Correction) based on the SMPTE 2022-1 / 2 specification standardized by SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) and packet format are used. Mainstream.

３Ｇ−ＳＤＩ、ＨＤ−ＳＤＩあるいはＳＤ−ＳＤＩといった非圧縮の映像信号を入力する映像エンコーダは、その用途としてスタジアム等でカメラに接続して用いたり、放送局内で映像の加工を行う場合に用いる事が多い。従って、非圧縮の映像信号を伝送する同軸ケーブルを入力に接続するだけで、出力の同軸ケーブル上に圧縮した映像信号を乗せたＤＶＢ−ＡＳＩ信号が得られるとか、あるいは出力のＥｔｈｅｒｎｅｔ上でＳＭＰＴＥ２０２２−２フォーマットに格納された圧縮映像信号を得られるという操作の利便性は重要である。 Video encoders that input uncompressed video signals, such as 3G-SDI, HD-SDI, and SD-SDI, can be used by connecting to cameras in stadiums or when processing video in broadcast stations. There are many. Therefore, a DVB-ASI signal in which a compressed video signal is placed on an output coaxial cable can be obtained by simply connecting a coaxial cable that transmits an uncompressed video signal to the input, or SMPTE 2022 on the output Ethernet. The convenience of the operation of obtaining a compressed video signal stored in two formats is important.

しかしながら、映像信号は１本の同軸ケーブルあるいは光ファイバーケーブル上で１つのデータストリーム、あるいは一対のデータストリーム（３Ｇ−ＳＤＩＬｅｖｅｌ−Ｂの場合）しか送れない。このため、複数の映像データストリームを扱う放送局等のシステムにおいては、映像データストリームに比例した数の映像エンコーダを具備するか、非圧縮の映像信号複数から映像エンコーダへ入力する映像信号を選択するためにマトリックススイッチャ等の切替え装置が必要となる。 However, the video signal can be sent only on one coaxial cable or optical fiber cable, or only one data stream or a pair of data streams (in the case of 3G-SDI Level-B). For this reason, in a system such as a broadcasting station that handles a plurality of video data streams, the number of video encoders proportional to the video data streams is provided, or video signals to be input to the video encoder are selected from a plurality of uncompressed video signals. Therefore, a switching device such as a matrix switcher is required.

図５は、映像データストリームに比例した数の従来の映像エンコーダを具備した映像配信システムを示す図であり、図６は、マトリックススイッチャを備えた映像配信システムを示す図である。図５、図６とも、多数の競技場からの映像を放送センターに集めて、映像エンコーダで圧縮した後、放送局へ伝送するシステムを示している。 FIG. 5 is a diagram illustrating a video distribution system including a number of conventional video encoders in proportion to the video data stream, and FIG. 6 is a diagram illustrating a video distribution system including a matrix switcher. 5 and 6 show a system in which videos from a large number of stadiums are collected at a broadcasting center, compressed by a video encoder, and then transmitted to a broadcasting station.

図５のシステムにおいては、競技場５１０−１〜５１０−１０からの映像を各々エンコードするために映像エンコーダ５２２−１〜５２２−９９を放送センター５２０に備えている。映像エンコーダ５２２−１〜５２２−９９で圧縮された映像は映像伝送部５２３に入力され、映像伝送部５２３内で特定の映像が選択され、映像処理され、外部ネットワークへ送られる。 In the system shown in FIG. 5, the broadcast center 520 includes video encoders 522-1 to 522-99 for encoding video from the stadiums 510-1 to 510-10, respectively. The video compressed by the video encoders 522-1 to 522 -99 is input to the video transmission unit 523, a specific video is selected in the video transmission unit 523, processed, and sent to an external network.

図６のシステムにおいては、マトリックススイッチャ６２４により競技場６１０−１〜６１０−１０からの映像信号のなかから映像エンコーダ６２１−１〜６２１−２に入力する映像信号を選択する。映像エンコーダ６２１−１〜６２１−２で圧縮された映像は映像伝送部６２３に入力され、映像処理後、外部ネットワークに送られる。 In the system of FIG. 6, a video signal to be input to the video encoders 621-1 to 621-2 is selected from the video signals from the stadiums 610-1 to 610-10 by the matrix switcher 624. The video compressed by the video encoders 621-1 to 621-2 is input to the video transmission unit 623, and is sent to the external network after video processing.

３Ｇ−ＳＤＩ、ＨＤ−ＳＤＩあるいはＳＤ−ＳＤＩといった非圧縮の映像信号は、通常は同軸ケーブルを用いて伝送する。しかし、同軸ケーブルを用いた映像信号の伝送には距離の制限があるため、競技場５１０−１〜５１０−１０又は６１０−１〜６１０−１０の映像信号を放送センター５２０又は６２０まで伝送するためには、電気信号を光信号に変換する機器を用いて、光ファイバーケーブルを経て伝送している。図５ではカメラ５１１−１〜５１１−９９により出力されたＨＤ−ＳＤＩの映像信号を、Ｅ／Ｏ（電気信号から光信号）変喚器５１２−１〜５１２−９９を用いて電気信号から光信号に変換し、光ファイバーで伝送し、放送センター５２０においてＯ／Ｅ（光信号から電気信号）変換器５２１−１〜５２１−９９を用いて光信号から電気信号に戻している。図６では同様にカメラ６１１−１〜６１１−９９により出力されたＨＤ−ＳＤＩの映像信号を、Ｅ／Ｏ変喚器６１２−１〜６１２−９９を用いて電気信号から光信号に変換し、光ファイバーで伝送し、放送センター６２０においてＯ／Ｅ変換器６２１−１〜６２１−９９を用いて光信号から再度電気信号に変換している。 An uncompressed video signal such as 3G-SDI, HD-SDI, or SD-SDI is usually transmitted using a coaxial cable. However, since transmission of video signals using coaxial cables is limited in distance, video signals from the stadiums 510-1 to 510-10 or 610-1 to 610-10 are transmitted to the broadcast center 520 or 620. Is transmitted through an optical fiber cable using a device that converts an electrical signal into an optical signal. In FIG. 5, the HD-SDI video signals output from the cameras 511-1 to 511-99 are converted from the electrical signals using the E / O (electrical signal to optical signal) converters 512-1 to 512-99. The signal is converted into a signal, transmitted by an optical fiber, and converted from an optical signal to an electric signal by using O / E (optical signal to electric signal) converters 521-1 to 521-99 in the broadcasting center 520. In FIG. 6, HD-SDI video signals output from the cameras 611-1 to 611-99 are similarly converted from electrical signals to optical signals using the E / O converters 612-1 to 612-99, The signal is transmitted by an optical fiber, and is converted from an optical signal to an electric signal again using the O / E converters 621-1 to 621-99 in the broadcast center 620.

このように、従来の技術では、複数のスタジアムからの映像を日時により切り替えて中継するスポーツ中継システム、外部からの多数の映像を受信し分配する放送局の局内分配システム等の多数の非圧縮の映像信号の内から選択的に複数の映像信号を選択して圧縮するシステムにおいては、前もって全ての非圧縮の映像信号に対して個別に映像エンコーダを準備しておくか、ビデオ信号用のマトリックススイッチャを映像エンコーダの前に置いて、エンコードの対象となる映像を切り替える必要がある。 As described above, in the conventional technology, a number of non-compressed systems such as a sports relay system that switches and relays images from a plurality of stadiums according to the date and time, and an in-station distribution system of a broadcasting station that receives and distributes a large number of external images. In a system that selectively selects and compresses a plurality of video signals from among video signals, a video encoder is separately prepared for all uncompressed video signals in advance, or a matrix switcher for video signals. Must be placed in front of the video encoder to switch the video to be encoded.

これらのシステムでは図５の事例に示すように不稼動の機器を設置しておく、すなわち中継が行われない競技場の映像用にも映像エンコーダを準備しなければならない場合が多い。サッカーのワールドカップ、オリンピック等のスポーツイベントで、日々の競技スケジュールに応じて、機器の組み換えを行う事が現実的ではない事はあきらかである。 In these systems, as shown in the example of FIG. 5, it is often necessary to install a non-operational device, that is, to prepare a video encoder for a stadium video that is not relayed. It is clear that it is not realistic to recombine equipment according to the daily competition schedule at sports events such as the World Cup of Soccer and the Olympics.

不稼働の機器の台数を少なくするためには、図６に示す様な構成にしておく方法がある。しかし、図６の構成では、極めて高価なマトリックススイッチャを準備する必要があるうえ、マトリックススイッチャの物理ポート数により選択される映像の本数が制限され、システムの柔軟性が失われるという課題があった。 In order to reduce the number of non-operating devices, there is a method of configuring as shown in FIG. However, in the configuration of FIG. 6, there is a problem that it is necessary to prepare a very expensive matrix switcher, and the number of images to be selected is limited by the number of physical ports of the matrix switcher, so that the flexibility of the system is lost. .

従来の技術を用いた場合の別の課題は伝送路を構築するためのコストである。図５および図６に示す様に、映像信号を電気信号から光信号に変換し、光信号から電気信号に戻すためには、専用の機器の購入、設置のコストが必要である。さらに、ダークファイバー等の名称で通信キャリヤから提供されている専用光ファイバーのサービスは国によっては多大なサービス料金を課されている。また、同軸ケーブルを前提としたこれらのシステムはケーブルの取り回しが大変で、放送センター内等での敷設に多大なコストを要するという問題点もあった。 Another problem when using the conventional technique is the cost for constructing the transmission path. As shown in FIGS. 5 and 6, in order to convert a video signal from an electrical signal to an optical signal and return from the optical signal to the electrical signal, it is necessary to purchase and install dedicated equipment. Furthermore, a dedicated optical fiber service provided by a communication carrier under the name of dark fiber or the like imposes a large service charge in some countries. In addition, these systems based on coaxial cables have a problem in that the cables are difficult to handle, and a large cost is required for installation in a broadcasting center or the like.

本発明の目的は、上記に述べた課題を解決し、不稼動の機器の比率を減らし、高価なマトリックススイッチャを必要とせず、システムの柔軟性を高め、伝送路構築、およびケーブル敷設のためのコストを低減する事を可能とする映像エンコーダを提供する事にある。この目的を達成するために、本発明ではＩＰネットワークで用いられることを前提とした映像エンコーダを提供する。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, reduce the ratio of non-operating equipment, eliminate the need for expensive matrix switchers, increase the flexibility of the system, construct transmission lines, and lay cables. The object is to provide a video encoder capable of reducing the cost. In order to achieve this object, the present invention provides a video encoder premised on being used in an IP network.

本発明の映像エンコーダは、非圧縮映像信号をＩＰパケット化したストリームよりＩＰパケット化した圧縮映像のストリームを発生させる映像エンコーダである。 The video encoder of the present invention is a video encoder that generates a compressed video stream obtained by converting an uncompressed video signal into IP packets.

この機能を実現するために本発明の映像エンコーダは、非圧縮映像をＩＰパケット化した１又は複数のストリームを受信する受信手段と、非圧縮映像をＩＰパケット化したストリームから映像データを取り出す取り出し手段と、取り出した前記映像データを圧縮する圧縮手段と、前記圧縮する手段により圧縮された映像を、ＩＰパケット化して圧縮映像のストリームを作成し送信する送信手段と、複数のネットワークインタフェースによって受信したＩＰパケットを複数の前記受信手段に分配する受信側のスイッチと、複数の前記送信手段で作成されたＩＰパケットを複数のネットワークインタフェースに分配する送信側のスイッチを有し、複数のネットワークインタフェースから受信した非圧縮映像信号をＩＰパケット化したストリームのなかから圧縮対象のストリームを受信側のスイッチにより選択し受信手段に配分し、取り出し手段により非圧縮映像信号のＩＰパケットストリームから映像データを取り出し、取り出した映像データを圧縮し、圧縮した映像データからＩＰパケット化した圧縮映像のストリームを作成し、その圧縮映像のストリームをネットワークに送信する事を可能とする。 In order to realize this function, the video encoder of the present invention includes a receiving unit that receives one or a plurality of streams in which uncompressed video is converted into IP packets, and a extracting unit that extracts video data from a stream in which uncompressed videos are converted into IP packets. Compression means for compressing the extracted video data, transmission means for creating and transmitting a compressed video stream by converting the video compressed by the compression means into IP packets, and IP received by a plurality of network interfaces A receiving-side switch that distributes packets to a plurality of receiving means, and a transmitting-side switch that distributes IP packets created by the plurality of transmitting means to a plurality of network interfaces, received from a plurality of network interfaces An uncompressed video signal streamed as an IP packet The stream to be compressed is selected by the switch on the receiving side and distributed to the receiving means, the video data is extracted from the IP packet stream of the uncompressed video signal by the extracting means, the extracted video data is compressed, and the compressed video data is An IP packetized compressed video stream can be created and the compressed video stream can be transmitted to the network.

ここで、受信側のスイッチと送信側のスイッチについては、本発明を適用するネットワークの構成によっては、受信側のスイッチを持たず、ネットワークインタフェースと受信手段を直結させる、あるいは送信側のスイッチを持たず、送信手段とネットワークインタフェースを直結させる応用も可能である。 Here, the switch on the receiving side and the switch on the transmitting side do not have a switch on the receiving side depending on the network configuration to which the present invention is applied, and directly connect the network interface and the receiving means, or have a switch on the transmitting side. Alternatively, an application in which the transmission means and the network interface are directly connected is possible.

また、本発明の具体的な実装を行う場合にはスイッチとしてＯＳＩ（ＯｐｅｎＳｙｓｔｅｍｓＩｎｔｅｒｆａｃｅ）参照モデルでのレイヤ２あるいはレイヤ３対応のイーサネットスイッチを使う事が考えられる。Ｂｒｏａｄｃｏｍ社あるいはＭａｒｖｅｌｌＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ社により製品化されているこれらのスイッチは双方向スイッチであり、受信側のスイッチと送信側のスイッチを同じ１つのスイッチを使用して実現することも可能である。 Further, when a specific implementation of the present invention is performed, it is conceivable to use a layer 2 or layer 3 compatible Ethernet switch in the OSI (Open Systems Interface) reference model as a switch. These switches that are commercialized by Broadcom or Marvell Semiconductor are bi-directional switches, and it is possible to realize a switch on the reception side and a switch on the transmission side by using the same switch.

さらに、本発明の映像エンコーダは非圧縮映像信号をＩＰパケット化したストリームからオーディオデータを取り出す取り出し手段と、取り出したオーディオデータを圧縮する圧縮手段を更に含み、送信手段が圧縮されたオーディオをＩＰパケット化して送信する送信手段を更に含むことにより、取り出したオーディオデータを圧縮し、ＩＰパケット化して送信することも可能とする。 Furthermore, the video encoder of the present invention further includes extraction means for extracting audio data from a stream obtained by converting an uncompressed video signal into IP packets, and compression means for compressing the extracted audio data, and the transmission means converts the compressed audio into IP packets. By further including transmission means for transmitting the data, the extracted audio data can be compressed and IP packets can be transmitted.

本発明によれば、ＩＰパケットのストリーム化した複数の非圧縮映像信号を、本発明のＩＰ非圧縮映像エンコーダに直接送信し、任意のストリームを選択し圧縮映像のＩＰパケットストリームを生成し、ＩＰ非圧縮映像エンコーダに接続される任意のネットワークに送信することができるため、映像配信システムにおいて不稼動の機器の比率を減らし、高価なマトリックススイッチャを用いず、システムの柔軟性を高め、伝送路構築、およびケーブル敷設のためのコストを低減する事ができる。また、非圧縮の映像信号から圧縮された映像信号をネットワークの内側でエンコード可能とすることができるため、形態としてまったく新しい放送ネットワークを構築することが可能となる。 According to the present invention, a plurality of uncompressed video signals streamed into IP packets are directly transmitted to the IP uncompressed video encoder of the present invention, an arbitrary stream is selected to generate a compressed video IP packet stream, and IP Since it can be transmitted to any network connected to an uncompressed video encoder, the ratio of non-operating equipment in the video distribution system is reduced, system cost is increased without using an expensive matrix switcher, and a transmission path is constructed. , And the cost for laying the cable can be reduced. In addition, since a video signal compressed from an uncompressed video signal can be encoded inside the network, a completely new broadcasting network can be constructed.

本発明の一実施形態にかかるＩＰ非圧縮映像エンコーダを示す構成図である。It is a block diagram which shows the IP uncompressed video encoder concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる映像伝送システムの構成図である。It is a block diagram of the video transmission system concerning one Embodiment of this invention. 図２の映像伝送システムでの、非圧縮映像のＩＰパケット化から圧縮映像のＩＰパケットを復号化してＨＤ−ＳＤＩに出力するまでのフローチャートである。3 is a flowchart from IP packetization of uncompressed video to decoding of a compressed video IP packet and output to HD-SDI in the video transmission system of FIG. 2. 本発明の一実施形態にかかる映像配信システムの構成図である。It is a block diagram of the video delivery system concerning one Embodiment of this invention. 従来の映像配信システムを示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional video delivery system. 従来の映像配信システムを示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional video delivery system. ＳＭＰＴＥ２０２２−５／６規定のＦＥＣ方式、パケットフォーマット示す図である。It is a figure which shows the FEC system of SMPTE2022-5 / 6 specification, and a packet format. ＳＭＰＴＥ２０２２−１／２規定のＦＥＣ方式、パケットフォーマット示す図である。It is a figure which shows the FEC system and packet format of SMPTE2022-1 / 2 regulation.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態にかかるＩＰ非圧縮映像エンコーダを示す構成図である。図１に記載のＩＰ非圧縮映像エンコーダはＳＭＰＴＥ２０２２−５／６に準拠したＦＥＣ方式、パケットフォーマットの非圧縮映像のＩＰパケットストリームを１０ＧｂｐｓのＥｔｈｒｎｅｔ１４１１−１〜１４１１―９９から受信し、４つのＩＰパケットストリームを選択する。そして、選択した４つのＩＰパケットストリームから映像データ、オーディオデータを取り出し圧縮し、ＳＭＰＴＥ２０２２−１／２の仕様に準拠した圧縮映像のＩＰパケットストリームを作成する。その後、１ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ１５１１−１〜１５１１−９９のなかの選択したネットワークに対して作成した圧縮映像のＩＰパケットストリームを送信する。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an IP uncompressed video encoder according to an embodiment of the present invention. The IP uncompressed video encoder shown in FIG. 1 receives an IP packet stream of uncompressed video in the FEC format and packet format compliant with SMPTE 2022-5 / 6 from 10 Gbps Ethernet 1411-1 to 1411-99. Select a packet stream. Then, video data and audio data are extracted from the selected four IP packet streams and compressed to create a compressed video IP packet stream that complies with the SMPTE 2022-1 / 2 specification. Thereafter, the IP packet stream of the compressed video created is transmitted to the network selected from 1 Gbps Ethernet 1511-1 to 1511-99.

ここで図７にＳＭＰＴＥ２０２２−６で規定されたパケットフォーマットとＳＭＰＴＥ２０２２−５で規定されたＦＥＣ方式を示す。非圧縮映像は図７のＩＰパケットのＭｅｄｉａＰａｙｌｏａｄのフィールドに乗せられ伝送される。ＭｅｄｉａＰａｙｌｏａｄは１３７６オクテットの固定長である。図７に示すＳＭＰＴＥ２０２２−５のＦＥＣ方式では、送信側において、ＳＭＰＴＥ２０２２−６準拠のＩＰパケット内のＭｅｄｉａＰａｙｌｏａｄ内のデータからＬ×Ｄのマトリックスを作ることにより行単位、列単位の排他的論理和の演算を行う。このデータの演算により、ＦＥＣのデータを生成し、ＦＥＣ専用のＩＰパケットを作り送信する。一方で受信側においては、送信側と同様のマトリックスを作り、受信したＳＭＰＴＥ２０２２−６のＩＰパケットおよびＦＥＣパケットを用いて、送信側と同様に行単位、列単位の排他的論理和の演算を行う事により、パケットロスが発生した場合でも失われたパケットを復元する事が出来る。ＳＭＰＴＥ２０２２−５の規定内ではＦＥＣのモードとして列だけのサポート、行と列のサポート、行数と列数の選択等が可能であるが、本発明に関する説明の主眼ではないので説明を省く。 FIG. 7 shows a packet format defined by SMPTE 2022-6 and an FEC system defined by SMPTE 2022-5. The uncompressed video is transmitted by being placed on the Media Payload field of the IP packet of FIG. Media Payload is a fixed length of 1376 octets. In the FEC method of SMPTE 2022-5 shown in FIG. 7, on the transmission side, an exclusive logical sum in units of rows and columns is created by creating an L × D matrix from data in Media Payload in IP packets compliant with SMPTE 2022-6. Perform the operation. By calculating this data, FEC data is generated, and an IP packet dedicated to FEC is generated and transmitted. On the other hand, on the reception side, a matrix similar to that on the transmission side is created, and exclusive logical sum operation in units of rows and columns is performed using the received IP packets and FEC packets of SMPTE 2022-6 as in the case of the transmission side. In this way, lost packets can be recovered even if packet loss occurs. Within the provisions of SMPTE 2022-5, only column support, row and column support, selection of the number of rows and the number of columns, etc. are possible as the FEC mode.

図８にＳＭＰＴＥ２０２２−２で規定されたパケットフォーマットとＳＭＰＴＥ２０２２−１で規定されたＦＥＣ方式を示す。圧縮映像は図８のＩＰパケットのＭＰＥＧ２−ＴＳＰａｙｌｏａｄのフィールドに乗せられ伝送される。このフィールドには最大７個までのＭＰＥＧ２−ＴＳを乗せる事が出来る。図８に示すＳＭＰＴＥ２０２２−１のＦＥＣ方式は、行列のサイズの制限等の違いはあるが、基本的な動作原理は図７のＳＭＰＴＥ２０２２−５と同じである。 FIG. 8 shows the packet format specified by SMPTE 2022-2 and the FEC method specified by SMPTE 2022-1. The compressed video is transmitted in the MPEG2-TS Payload field of the IP packet of FIG. Up to 7 MPEG2-TSs can be placed in this field. The FEC method of SMPTE 2022-1 shown in FIG. 8 has the same basic operation principle as SMPTE 2022-5 of FIG.

図１に記載のＩＰ非圧縮映像エンコーダ１０は、４つのＩＰエンコーダ部１００−１〜１００−４と受信側スイッチ１４０、送信側スイッチ１５０により構成される。 The IP uncompressed video encoder 10 illustrated in FIG. 1 includes four IP encoder units 100-1 to 100-4, a reception side switch 140, and a transmission side switch 150.

受信側スイッチ１４０および送信側スイッチ１５０の各スイッチは、ＩＰストリームの経路を選択するスイッチまたはルータとしての役割を果たし、例えばＭＡＣアドレスあるいはＩＰアドレスで経路の選択を行う。スイッチングまたはルーティングは、ＯＳＩ（ＯｐｅｎＳｙｓｔｅｍｓＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルでの第２層または第３層で行われる。受信側スイッチ１４０は入力として１０ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ１４１１−１〜１４１１−９９を持ち、出力としてＩＰエンコーダ部へのインタフェース１１１−１〜１１１−４を持つ。これらの入力と出力の間で、受信側スイッチ１４０はＭＡＣサブレイヤあるいはＩＰレイヤでのパケットのスイッチングを行う。具体的には、受信側スイッチ１４０はＩＰ非圧縮映像エンコーダで符号化の対象となるＩＰストリームをＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮ、あるいはＩＰアドレスにより選択し、ＩＰエンコーダ部へのインタフェース１１１−１〜１１１−４に転送する。これにより符号化の対象となるＩＰストリームをＩＰエンコード部に入力する事が出来る。 Each of the reception side switch 140 and the transmission side switch 150 serves as a switch or a router for selecting the route of the IP stream, and selects a route by, for example, a MAC address or an IP address. Switching or routing is performed in the second layer or the third layer in the OSI (Open Systems Interconnection) reference model. The reception side switch 140 has 10 Gbps Ethernet 1411-1 to 1411 -99 as input, and interfaces 111-1 to 111-4 to the IP encoder unit as output. Between these inputs and outputs, the receiving-side switch 140 performs packet switching at the MAC sublayer or IP layer. Specifically, the receiving-side switch 140 selects an IP stream to be encoded by the IP uncompressed video encoder based on the MAC address, VLAN, or IP address, and interfaces 111-1 to 111-4 to the IP encoder unit. Forward to. As a result, the IP stream to be encoded can be input to the IP encoding unit.

ＩＰエンコーダ部１００−１は、ＩＰ入力インタフェース部１１０と、エンコーダ部１２０と、ＩＰ出力インタフェース部１３０とを備える。なお、ＩＰエンコーダ部１００−２〜１００〜４についても、ＩＰエンコーダ部１００−１と同様に構成されている。 The IP encoder unit 100-1 includes an IP input interface unit 110, an encoder unit 120, and an IP output interface unit 130. The IP encoder units 100-2 to 100-4 are configured in the same manner as the IP encoder unit 100-1.

ＩＰ入力インタフェース部１１０は、パケット処理部１１０１と、ＦＥＣ処理部１１０２と、ＦＥＣ制御用のバッファメモリ１１０３とから構成される。 The IP input interface unit 110 includes a packet processing unit 1101, an FEC processing unit 1102, and a buffer memory 1103 for FEC control.

パケット処理部１１０１は、インタフェース１１１−１から入力したＩＰパケット１１１１を、ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）サブレイヤ、ＩＰレイヤ、ＵＤＰレイヤ、およびＲＴＰレイヤにおいて検査する。そして、ＭＡＣアドレス、およびＩＰアドレスが、符号化の対象となるＩＰストリームのアドレスに一致し、ＦＣＳ検査、パケット長検査、およびチェックサム検査の結果が正常であったＩＰパケットのみをＦＥＣ処理部１１０２に転送する。 The packet processing unit 1101 inspects the IP packet 1111 input from the interface 111-1 in a MAC (Media Access Control) sublayer, an IP layer, a UDP layer, and an RTP layer. Then, only the IP packet whose MAC address and IP address match the address of the IP stream to be encoded and whose FCS inspection, packet length inspection, and checksum inspection are normal is processed by the FEC processing unit 1102. Forward to.

ＦＥＣ処理部１１０２は、パケット処理部１１０１から渡されたＩＰパケットをＦＥＣ制御用のバッファメモリ１１０３に書き込むとともに、受信側としてのＦＥＣマトリックスの制御を行う。ＦＥＣ処理部１１０２は、バッファメモリ１１０３に所定のＦＥＣマトリックスを構成するのに必要なＩＰパケットが全て書き込まれたと判断したら、バッファメモリ１１０３から当該ＦＥＣマトリックス用のデータを読み出し、ＦＥＣの演算を行う事によりパケットロスしたパケットを復元しエラー訂正処理を行う。エラー訂正処理後のＩＰパケットストリームは、ＦＥＣ処理部１１０２によりエンコーダ部１２０に送られる。 The FEC processing unit 1102 writes the IP packet passed from the packet processing unit 1101 to the FEC control buffer memory 1103 and controls the FEC matrix as the receiving side. When the FEC processing unit 1102 determines that all the IP packets necessary to form a predetermined FEC matrix have been written in the buffer memory 1103, the FEC processing unit 1102 reads the data for the FEC matrix from the buffer memory 1103 and performs the FEC operation. To restore the lost packet and perform error correction. The IP packet stream after the error correction processing is sent to the encoder unit 120 by the FEC processing unit 1102.

エンコーダ部１２０はＩＰ非圧縮映像エンコーダに入力したＩＰパケットストリームから非圧縮映像信号を取り出す信号抽出部１２１と、取り出した非圧縮映像信号を入力とし、映像データおよび音声データを出力するエンコーダ制御部１２３と、取り出した映像データ、音声データを圧縮・符号化するエンコーダ１２２と、ＭＰＥＧ２−ＴＳの多重器１２５と、圧縮された映像信号をＩＰパケット化する信号変換部１２４とを有する。 The encoder unit 120 is a signal extraction unit 121 that extracts an uncompressed video signal from an IP packet stream input to the IP uncompressed video encoder, and an encoder control unit 123 that receives the extracted uncompressed video signal as input and outputs video data and audio data. And an encoder 122 that compresses and encodes the extracted video data and audio data, an MPEG2-TS multiplexer 125, and a signal converter 124 that converts the compressed video signal into an IP packet.

信号抽出部１２１は、ＩＰ入力インタフェース部１１０のＦＥＣ処理部１１０２から渡されたＩＰパケットストリーム内のＲＴＰのシーケンス番号の検査を行い、正常なＩＰパケットからＲＴＰ、ＵＤＰ、ＩＰ、ＭＡＣのヘッダを外し、非圧縮映像信号１２１１を抽出し、エンコーダ制御部１２３に転送する。 The signal extraction unit 121 checks the RTP sequence number in the IP packet stream passed from the FEC processing unit 1102 of the IP input interface unit 110, and removes the RTP, UDP, IP, and MAC headers from the normal IP packet. The uncompressed video signal 1211 is extracted and transferred to the encoder control unit 123.

エンコーダ制御部１２３は信号抽出部１２１から入力した非圧縮映像信号１２１１より映像データ１２３１とオーディオデータ１２３２〜１２３９を抽出し、エンコーダ１２２に転送する。この３Ｇ−ＳＤＩ、ＨＤ−ＳＤＩあるいはＳＤ−ＳＤＩの非圧縮映像信号１２１１から映像データ、オーディオデータの抽出については、それぞれＳＭＰＴＥ４２４Ｍ、２９２Ｍ、２５９Ｍの規格に基づき所定のフィールドのデータを抽出する事により行う。オーディオデータについては、３Ｇ−ＳＤＩ、ＨＤ−ＳＤＩは最大１６チャネルまでサポートしているが、本実施例では８チャネルをエンコードの対象とする。 The encoder control unit 123 extracts video data 1231 and audio data 1232 to 1239 from the uncompressed video signal 1211 input from the signal extraction unit 121, and transfers them to the encoder 122. Extraction of video data and audio data from the 3G-SDI, HD-SDI, or SD-SDI uncompressed video signal 1211 is performed by extracting data in a predetermined field based on the standards of SMPTE 424M, 292M, and 259M, respectively. . As for audio data, 3G-SDI and HD-SDI support up to 16 channels. In this embodiment, 8 channels are targeted for encoding.

エンコーダ１２２は、非圧縮の映像データをＨ．２６４符号化により圧縮を行う映像エンコーダ１２２１と８チャネル分のオーディオデータをＡＡＣ（ＡｄｖａｎｃｅｄＡｕｄｉｏＣｏｄｉｎｇ）オーディオに圧縮するオーディオエンコーダ１２２２とから構成される。 The encoder 122 converts the uncompressed video data into the H.264 format. The video encoder 1221 compresses by H.264 encoding and the audio encoder 1222 compresses audio data for 8 channels into AAC (Advanced Audio Coding) audio.

映像エンコーダ１２２１は、エンコーダ制御部１２３からの映像データ１２３１を入力し、Ｈ．２６４の圧縮映像のＰＥＳ（ＰａｃｋｅｔｉｚｅｄＥｌｅｍｅｎｔａｒｙＳｔｒｅａｍ）１２２３を出力する。オーディオエンコーダ１２２２はエンコーダ制御部１２３からのオーディオデータ１２３２−１〜１２３２−８を入力し、ＡＡＣ圧縮した圧縮オーディオのＰＥＳ１２３４−１〜１２３４−８を出力する。 The video encoder 1221 receives the video data 1231 from the encoder control unit 123, and receives the H.264 video data. 264 compressed video PES (Packetized Elementary Stream) 1223 is output. The audio encoder 1222 receives the audio data 1232-1 to 1232-8 from the encoder control unit 123, and outputs compressed audio PESs 124-1 to 1234-8 that have been AAC compressed.

ＭＰＥＧ２−ＴＳの多重器１２５は映像エンコーダ１２２１から圧縮映像のＰＥＳ１２２３、圧縮オーディオのＰＥＳ１２３４−１〜１２３４−８を入力し、ＴＳパケットを作成し、多重化されたＭＰＥＧ２−ＴＳ１２５１を発生する。 The MPEG2-TS multiplexer 125 inputs the compressed video PES 1223 and the compressed audio PES 1234-1 to 1234-8 from the video encoder 1221, creates a TS packet, and generates a multiplexed MPEG2-TS 1251. .

信号変換部１２４は、ＳＭＰＴＥ２０２２−２の仕様に基づきＭＰＥＧ２−ＴＳ１２５１を７ＴＳパケット単位にＲＴＰのペイロードに入れ、ＲＴＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、およびＩＰヘッダを付ける事により、ＩＰパケット化する。 Based on the specification of SMPTE 2022-2, the signal conversion unit 124 puts MPEG2-TS 1251 into the RTP payload in units of 7 TS packets, and adds an RTP header, a UDP header, and an IP header to form an IP packet.

ＩＰ出力インタフェース部１３０は、ＦＥＣ処理部１３０２と、ＦＥＣ制御用のバッファメモリ１３０３と、１ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔのパケット処理部１３０１とにより構成される。ＦＥＣ処理部１３０２は、信号変換部１２４から渡されたＩＰパケットをＦＥＣ制御用のバッファメモリ１３０３に書き込むとともに、送信側としてのＦＥＣマトリックスの制御を行う。ＦＥＣ処理部１３０２は、バッファメモリ１３０３に所定のＦＥＣマトリックスを構成するのに必要なＩＰパケットが全て書き込まれたと判断したら、バッファメモリ１３０３より当該ＦＥＣマトリックス用のデータを読み出し、ＦＥＣの演算を行う事によりＦＥＣパケットを生成する。ＦＥＣパケット、信号変換部１２４からのＩＰパケットはＳＭＰＴＥ２０２２−１で定められた所定の順番で、ＦＥＣ処理部１３０２からパケット処理部１３０１に送られる。 The IP output interface unit 130 includes an FEC processing unit 1302, an FEC control buffer memory 1303, and a 1 Gbps Ethernet packet processing unit 1301. The FEC processing unit 1302 writes the IP packet passed from the signal conversion unit 124 into the FEC control buffer memory 1303 and controls the FEC matrix as the transmission side. When the FEC processing unit 1302 determines that all the IP packets necessary to configure a predetermined FEC matrix have been written in the buffer memory 1303, the FEC processing unit 1302 reads the data for the FEC matrix from the buffer memory 1303 and performs the FEC operation. To generate an FEC packet. The FEC packet and the IP packet from the signal conversion unit 124 are sent from the FEC processing unit 1302 to the packet processing unit 1301 in a predetermined order determined by SMPTE 2022-1.

パケット処理部１３０１は、ＦＥＣ処理部１３０２よりのＩＰパケットにＭＡＣヘッダ、ＦＣＳを付け、１ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔのＭＡＣサブレイヤの処理を行い、ＩＰパケット１３１１をインタフェース１３１を介して送信側スイッチ１５０へ転送する。 The packet processing unit 1301 attaches a MAC header and FCS to the IP packet from the FEC processing unit 1302, performs a 1 Gbps Ethernet MAC sublayer process, and transfers the IP packet 1311 to the transmission side switch 150 via the interface 131.

送信側スイッチ１５０は入力として各ＩＰエンコーダ部１００−１〜１００−４からのインタフェース１３１−１〜１３１−４を持ち、出力として１ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ１５１１−１〜１５１１−９９を持つ。これらの入力と出力の間で、送信側スイッチ１５０はＭＡＣサブレイヤあるいはＩＰレイヤでのパケットのスイッチングを行う。具体的には、送信側スイッチ１５０はＩＰパケット１３１１をＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮ、あるいはＩＰアドレスを用いて１５１１−１〜１５１１−９９のなかの出力対象の１Ｇｂｐs Ｅｔｈｅｒｎｅｔに転送する。これにより符号化を行った結果としての圧縮映像のＩＰパケットストリームを送信側スイッチに接続される任意のネットワークに送信する事が可能となる。 The transmission side switch 150 has interfaces 131-1 to 131-4 from the IP encoder units 100-1 to 100-4 as inputs, and 1 Gbps Ethernet 1511-1 to 1511-99 as outputs. Between these inputs and outputs, the transmission-side switch 150 performs packet switching at the MAC sublayer or IP layer. Specifically, the transmission-side switch 150 transfers the IP packet 1311 to the output target 1 Gbps Ethernet among 1511-1 to 1511-99 using the MAC address, VLAN, or IP address. As a result, the IP packet stream of the compressed video as a result of encoding can be transmitted to an arbitrary network connected to the transmission side switch.

なお、図１の実施形態において、受信側スイッチ１４０は４つのパケットストリームを選択するものであるが、あくまで１例であり、本発明において、受信スイッチ１４０が選択するパケットストリームは、４つに限定されることはない。また、同様に、ＩＰエンコーダ部についても、４つに限定されることはない。さらに１０ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔおよび１ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔについても、本実施例に記した数に限定されることはない。図２以降およびその実施形態についても同様である。 In the embodiment of FIG. 1, the receiving switch 140 selects four packet streams. However, this is only an example, and in the present invention, the receiving switch 140 selects only four packet streams. It will never be done. Similarly, the IP encoder unit is not limited to four. Further, 10 Gbps Ethernet and 1 Gbps Ethernet are not limited to the numbers described in the present embodiment. The same applies to FIG. 2 and subsequent drawings and the embodiments thereof.

図２は、図１に記載のＩＰ非圧縮映像エンコーダ１０を使用した映像伝送システムの一例である映像伝送システム２００を示す図である。映像伝送システム２００は、カメラ２３０−１〜２３０−９９と、非圧縮映像伝送装置２１０−１〜２１０−９９と、ＩＰ非圧縮映像エンコーダ１０と、ＩＰデコーダ２２０−１〜２２０−９９と、モニター２４０−１〜２４０−９９を備えている。カメラ２３０−１〜２３０−９９と非圧縮映像伝送装置２１０−１〜２１０−９９とは、ＨＤ−ＳＤＩの同軸ケーブル２０１−１〜２０１−９９により接続され、非圧縮映像伝送装置２１０−１〜２１０−９９は、ＩＰ非圧縮映像エンコーダ１０と１０ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ１４１１−１〜１４１１−９９により接続され、またＩＰ非圧縮映像エンコーダ１０は、ＩＰデコーダ２２０−１〜２２０−９９と１ＧＥｔｈｅｒｎｅｔ１５１１−１〜１５１１−９９により接続されている。さらに、ＩＰデコーダ２２０−１〜２２０−９９とモニター２４０−１〜２４０−９９は、ＨＤ−ＳＤＩの同軸ケーブルまたはＨＤＭＩ（登録商標）ケーブルである２２１−１〜２２１−９９で接続されている。 FIG. 2 is a diagram showing a video transmission system 200 which is an example of a video transmission system using the IP uncompressed video encoder 10 shown in FIG. The video transmission system 200 includes cameras 230-1 to 230-99, uncompressed video transmission apparatuses 210-1 to 210-99, an IP uncompressed video encoder 10, IP decoders 220-1 to 220-99, a monitor, 240-1 to 240-99. The cameras 230-1 to 230-99 and the uncompressed video transmission apparatuses 210-1 to 210-99 are connected by coaxial cables 201-1 to 201-99 of HD-SDI, and the uncompressed video transmission apparatuses 210-1 to 210-1 are connected. 210-99 is connected to the IP uncompressed video encoder 10 by 10 Gbps Ethernet 1411-1 to 1411-99, and the IP uncompressed video encoder 10 is connected to the IP decoders 220-1 to 220-99 and 1G Ethernet 1511-1. 1511-99. Further, the IP decoders 220-1 to 220-99 and the monitors 240-1 to 240-99 are connected by 221-1 to 221-99 which are HD-SDI coaxial cables or HDMI (registered trademark) cables.

映像伝送システム２００はカメラ２３０−１〜２３０−９９のうちの1台で撮影した任意の映像を、モニター２４０−１〜２４０−９９の任意の１台で見るためのシステムであり、全てのカメラの映像を全てのモニターに転送する事が出来る。 The video transmission system 200 is a system for viewing any video taken by one of the cameras 230-1 to 230-99 on any one of the monitors 240-1 to 240-99. Can be transferred to all monitors.

非圧縮映像伝送装置２１０−１〜２１０−９９は、同軸ケーブル２０１−１〜２０１−９９を介してカメラ２３０−１〜２３０−９９から送信されたＨＤ−ＳＤＩの非圧縮映像信号２３０１−１〜２３０１−９９を入力し、ＳＭＰＴＥ２０２２−５／６のＦＥＣ方式、パケットフォーマットに準拠してパケット化し１０ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ１４１１−１〜１４１１−９９に送信する装置である。この機能を持つ装置は２０１２年の時点ですでに製品化されており、例えばメディアグローバルリンクス社のＭＤ８０００である。ＩＰデコーダ２２０−１〜２２０−９９はＳＭＰＴＥ２０２２−１／２のＦＥＣ方式、パケットフォーマットに準拠したＩＰパケットを１ＧＥｔｈｅｒｎｅｔ１５１１−１〜１５１１−９９から受信して復号化し、同軸ケーブルまたはＨＤＭＩケーブルである２２１−１〜２２１−９９を介してＨＤ−ＳＤＩまたはＨＤＭＩの非圧縮映像信号２２０１−１〜２２０１−９９を出力する装置である。この機能を持つ装置は２０１２年の時点ですでにＴａｎｄｂｅｒｇ社、ＮＥＣ社、Ｆｕｊiｔｓｕ社等の複数の会社で社製品化されている。 The uncompressed video transmission apparatuses 210-1 to 210-99 are HD-SDI uncompressed video signals 2301-1 to 230-1 transmitted from the cameras 230-1 to 230-99 via the coaxial cables 201-1 to 201-99. 2301-99 is input, packetized in accordance with the SMPTE 2022-5 / 6 FEC method and packet format, and transmitted to 10 Gbps Ethernet 1411-1 to 1411-99. A device having this function has already been commercialized as of 2012, for example, MD8000 of Media Global Links. The IP decoders 220-1 to 220-99 are coaxial cables or HDMI cables that receive and decode IP packets compliant with the SMPTE 2022-1 / 2 FEC method and packet format from 1G Ethernet 1511-1 to 1511-99. This is an apparatus for outputting HD-SDI or HDMI uncompressed video signals 2201-1 to 2201-99 via 221-1 to 221-99. Devices having this function have already been commercialized by a number of companies such as Tandberg, NEC, and Fujitsu as of 2012.

図２の映像伝送システム２００においては、例えば、非圧縮映像伝送装置２１０−２によりＩＰパケット化された非圧縮映像のＩＰパケットストリーム１１１１は、１０ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ１４１１−２を介して、ＩＰ非圧縮映像エンコーダ１０に入力され、圧縮映像のＩＰパケットストリーム１３１１に変換される。圧縮映像のＩＰパケットストリーム１３１１は、ＩＰ非圧縮映像エンコーダ１０から、送信側スイッチ１５０により選択された１ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ１５１１−３を介してＩＰデコーダ２２０−３に入力される。ＩＰデコーダ２２０−３において、圧縮映像のＩＰパケットストリームは復号化され、同軸ケーブル２２１−３を介してＨＤ−ＳＤＩまたはＨＤＭＩの非圧縮映像信号２２０１−３として出力され、モニター２４０−３で映される。 In the video transmission system 200 of FIG. 2, for example, an IP packet stream 1111 of an uncompressed video that has been converted into an IP packet by the uncompressed video transmission apparatus 210-2 is transmitted through an IP uncompressed video encoder via a 10 Gbps Ethernet 1411-2. 10 and converted into a compressed video IP packet stream 1311. The compressed video IP packet stream 1311 is input from the IP uncompressed video encoder 10 to the IP decoder 220-3 via the 1 Gbps Ethernet 1511-3 selected by the transmission side switch 150. In the IP decoder 220-3, the IP packet stream of the compressed video is decoded and output as an HD-SDI or HDMI uncompressed video signal 2201-3 via the coaxial cable 221-3, and is displayed on the monitor 240-3. The

図３は、図２の映像伝送システム２００おける、非圧縮映像のＩＰパケット化から圧縮映像のＩＰパケットを復号化してＨＤ−ＳＤＩに出力するまでの一連の流れを示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a series of flows from IP packetization of uncompressed video to decoding of compressed video IP packets and output to HD-SDI in video transmission system 200 of FIG.

ステップ３０１において、カメラ２３０−２からのＨＤ−ＳＤＩの映像信号を、例えば非圧縮映像伝送装置２１０−２によりＳＭＰＴＥ２０２２―５／６の仕様に準拠したＦＥＣ方式、パケットフォーマットを用いて、ＩＰパケット化し、ＩＰパケットストリーム１１１１を１０ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔに送信する。 In step 301, the HD-SDI video signal from the camera 230-2 is converted into an IP packet by using, for example, the FEC method and packet format compliant with the SMPTE 2022-5 / 6 specification by the uncompressed video transmission apparatus 210-2. The IP packet stream 1111 is transmitted to the 10 Gbps Ethernet.

ステップ３０２において、１０ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ１１１に送信されたＩＰパケットストリーム１１１１は、ＩＰ非圧縮映像エンコーダ１０の受信側スイッチ１４０に入力され、受信側スイッチ１４０により、例えばＩＰエンコーダ部１００−１が選択され、受信側スイッチインタフェース１１１−１からのＩＰ入力インタフェース部１１０に転送される。 In step 302, the IP packet stream 1111 transmitted to the 10 Gbps Ethernet 111 is input to the reception-side switch 140 of the IP uncompressed video encoder 10, and the reception-side switch 140 selects, for example, the IP encoder unit 100-1 and receives it. Is transferred to the IP input interface unit 110 from the side switch interface 111-1.

ステップ３０３において、ＩＰパケットストリーム１１１１は、ＩＰ入力インタフェース部１１０でＩＰレイヤ、ＵＤＰレイヤ、およびＲＴＰレイヤのチェックを受ける。ＭＡＣアドレス、およびＩＰアドレスがＩＰ非圧縮映像エンコーダ１０が必要とするアドレスに一致しておりエラーの無かったＩＰパケットのみを対象にＦＥＣ処理が行われ、パケットロスとなったパケットをエラー訂正により回復させる。エラー訂正により回復されたパケットを含むパケット群がエンコーダ部１２０の信号抽出部１２１に送られる。 In step 303, the IP packet stream 1111 is checked by the IP input interface unit 110 for the IP layer, the UDP layer, and the RTP layer. FEC processing is performed only for IP packets that have no errors because the MAC address and IP address match the addresses required by the IP uncompressed video encoder 10, and packets that have lost packets are recovered by error correction. Let A packet group including packets recovered by error correction is sent to the signal extraction unit 121 of the encoder unit 120.

ステップ３０４において、信号抽出部１２１はＩＰパケットストリーム内のＲＴＰのシーケンス番号の検査を行い、正常なＩＰパケットからＲＴＰ、ＵＤＰ、ＩＰ、ＭＡＣのヘッダを外し、結果としての非圧縮映像信号をエンコーダ制御部１２３に転送する。エンコーダ制御部１２３は信号抽出部１２１より渡された非圧縮映像信号から映像データと８チャネルのオーディオデータを抽出し、エンコーダ１２２に転送する。 In step 304, the signal extraction unit 121 checks the RTP sequence number in the IP packet stream, removes the RTP, UDP, IP, and MAC headers from the normal IP packet, and performs encoder control on the resulting uncompressed video signal. Forward to the unit 123. The encoder control unit 123 extracts video data and 8-channel audio data from the uncompressed video signal passed from the signal extraction unit 121, and transfers the extracted video data to the encoder 122.

ステップ３０５において、エンコーダ１２２は、エンコーダ制御部１２３が取り出した映像信号をＨ．２６４符号化により圧縮し、８チャネルのオーディオ信号をＡＡＣ（ＡｄｖａｎｃｅｄＡｕｄｉｏＣｏｄｉｎｇ）により圧縮し、Ｈ．２６４の圧縮映像のＰＥＳと、８チャネル分のＡＡＣオーディオのＰＥＳを出力する。ここで、映像の圧縮技術はＨ．２６４に限られず、ＪＰＥＧ２０００、Ｈ−２６４、ＶＣ−３等の圧縮技術の使用も考えられるし、オーディオの圧縮技術についてもＡＡＣに限られず、ＡＣ３、ＭＰＥＧ２Ｌａｙｅｒ１等の使用も考えられる。 In step 305, the encoder 122 converts the video signal extracted by the encoder control unit 123 to H.264. H.264 encoding is used to compress an 8-channel audio signal using AAC (Advanced Audio Coding). H.264 compressed video PES and 8 channels of AAC audio PES are output. Here, the video compression technique is H.264. The compression technology such as JPEG2000, H-264, and VC-3 can be used, and the audio compression technology is not limited to AAC, and the use of AC3, MPEG2 Layer1, and the like is also conceivable.

ステップ３０６において、ＭＰＥＧ２−ＴＳの多重器１２５はエンコーダ１２２の出力であるＨ．２６４の圧縮映像のＰＥＳと、８チャネル分のＡＡＣオーディオのＰＥＳからＴＳパケットを作成し、多重化されたＭＰＥＧ２−ＴＳを発生する。 In step 306, the MPEG2-TS multiplexer 125 outputs the H.264 output from the encoder 122. A TS packet is created from a PES of H.264 compressed video and a PES of AAC audio for 8 channels, and a multiplexed MPEG2-TS is generated.

ステップ３０７において、信号変換部１２４は、ＳＭＰＴＥ２０２２−２の仕様に基づき多重器１２５の出力のＭＰＥＧ２−ＴＳを７ＴＳパケット単位にＲＴＰのペイロードに入れ、ＲＴＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、およびＩＰヘッダを付ける事により、ＩＰパケット化する。 In step 307, the signal converter 124 puts the MPEG2-TS output from the multiplexer 125 into the RTP payload in units of 7 TS packets based on the specification of SMPTE 2022-2, and adds the RTP header, UDP header, and IP header. IP packet.

ステップ３０８において、ＩＰ出力インタフェース部１３０は、信号変換部１２４の出力のＩＰストリームにＦＥＣ演算を行い、ＦＥＣパケットを生成付加する。そして各ＩＰパケットにＭＡＣヘッダおよびＦＣＳを付け、１ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔのＭＡＣサブレイヤの処理を行い、ＩＰパケットストリーム１３１１として送信側スイッチインタフェース１３１−１へ転送する。送信側スイッチは、例えば１ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ１５１１−３を選択して、このＩＰパケットストリームを転送する。 In step 308, the IP output interface unit 130 performs an FEC operation on the IP stream output from the signal conversion unit 124, and generates and adds an FEC packet. Then, a MAC header and FCS are attached to each IP packet, the MAC sublayer processing of 1 Gbps Ethernet is performed, and the IP packet stream 1311 is transferred to the transmission side switch interface 131-1. The transmission side switch selects, for example, 1 Gbps Ethernet 1511-3 and transfers this IP packet stream.

ステップ３０９において、ＩＰ非圧縮映像エンコーダ１０の出力した圧縮映像のＩＰパケットストリーム１３１１は、ＩＰデコーダ２２０−３で復号化され、ＨＤ−ＳＤＩの非圧縮映像信号２２０１−３として同軸ケーブル２２１−３に出力され、モニター２４０―３で映される。 In step 309, the IP packet stream 1311 of the compressed video output from the IP uncompressed video encoder 10 is decoded by the IP decoder 220-3, and is transmitted to the coaxial cable 221-3 as an HD-SDI uncompressed video signal 2201-3. Is output and displayed on the monitor 240-3.

図１、図２、図３に関する上記の説明では受信側のスイッチと送信側のスイッチの両方を持つ構成を基にしていたが、本発明を適用するネットワークの構成によっては、受信側のスイッチを持たず、ネットワークインタフェースと受信手段を直結させる、あるいは送信側のスイッチを持たず、送信手段とネットワークインタフェースを直結させる応用も可能である。 1, 2, and 3, the above description is based on a configuration having both a reception-side switch and a transmission-side switch. However, depending on the network configuration to which the present invention is applied, the reception-side switch may be There are also applications in which the network interface and the receiving means are directly connected, or the transmitting means and the network interface are not directly connected without a switch on the transmission side.

また、本発明の具体的な実装を行う場合にはレイヤ２あるいはレイヤ３対応のイーサネットスイッチを使う事により受信側のスイッチと送信側のスイッチを同じ１つのスイッチを使用して実現することも可能である。 Also, when implementing a specific implementation of the present invention, it is possible to use a single switch for both the reception side switch and the transmission side switch by using a layer 2 or layer 3 compatible Ethernet switch. It is.

図４は、本発明のＩＰ非圧縮映像ビデオエンコーダを、図５または図６の従来の映像配信システムに適用した構成である。 FIG. 4 shows a configuration in which the IP uncompressed video video encoder of the present invention is applied to the conventional video distribution system of FIG. 5 or FIG.

図４では競技場４１０−１〜４１０−１０の各カメラに対応して非圧縮映像伝送装置４１２−１〜４１２−９９が設置されており、競技場の各カメラの非圧縮映像はＳＭＰＴＥ２０２２−５／６に準拠したＩＰパケットストリームに変換され、１０ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔを介してＩＰ非圧縮映像エンコーダ４２２に入力する。ＩＰ非圧縮映像エンコーダ４２２では、入力したＩＰパケットストリームより映像データ、オーディオデータを取り出し圧縮し、ＳＭＰＴＥ２０２２−１／２に準拠した圧縮映像のＩＰパケットストリームを作成し、受信側スイッチあるいは送信側スイッチを用いて映像伝送部４２１へ接続されている１ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔへ送信する。映像伝送部４２１に入力された圧縮映像のＩＰパケットストリームは、映像処理後、外部ネットワークに送られる。 In FIG. 4, uncompressed video transmission apparatuses 412-1 to 412-99 are installed corresponding to the cameras of the stadiums 410-1 to 410-10, and the uncompressed videos of the cameras of the stadium are SMPTE 2022-5. / 6-compliant IP packet stream and input to the IP uncompressed video encoder 422 via the 10 Gbps Ethernet. The IP uncompressed video encoder 422 extracts and compresses video data and audio data from the input IP packet stream, creates a compressed video IP packet stream compliant with SMPTE 2022-1 / 2, and switches the reception side switch or transmission side switch. And transmit to the 1 Gbps Ethernet connected to the video transmission unit 421. The compressed video IP packet stream input to the video transmission unit 421 is sent to an external network after video processing.

図４のシステムでは、ＩＰパケットした非圧縮の映像信号のストリームを、本発明のＩＰ非圧縮映像エンコーダに直接送信し、圧縮対象のＩＰパケットストリームを受信側スイッチにより選択するとともに、作成した圧縮映像のＩＰパケットストリームの送信先を送信側スイッチにより選択する事ができる。これにより図５および図６のシステムと比べた場合、不稼動の機器の比率を減らし、高価なマトリックススイッチャを用いず、システムの柔軟性を高め、伝送路構築、およびケーブル敷設のためのコストを低減する事ができる。 In the system shown in FIG. 4, an IP packet stream of uncompressed video signal is directly transmitted to the IP uncompressed video encoder of the present invention, and an IP packet stream to be compressed is selected by the receiving side switch, and the created compressed video is generated. The destination of the IP packet stream can be selected by the transmission side switch. This reduces the proportion of non-operational equipment compared to the systems shown in FIGS. 5 and 6, increases the flexibility of the system without using an expensive matrix switcher, and reduces the cost for constructing transmission lines and laying cables. Can be reduced.

本発明のＩＰ非圧縮映像エンコーダを用いることにより、得られるもう１つの利点は、従来１対１の同軸ケーブルを用いている事によって発生していたシステム上の制約を映像圧縮に関してＥｔｈｅｒｎｅｔをベースにして動かすことにより、形態としてまったく新しい放送ネットワークを構築することが可能となるという事である。 Another advantage gained by using the IP uncompressed video encoder of the present invention is that the system constraints that were previously generated by using a one-to-one coaxial cable are based on Ethernet for video compression. It is possible to construct a completely new broadcasting network as a form.

本発明は、スポーツイベントでの映像伝送システム、放送局内の映像配信システム等、複数の映像データストリームを扱うシステムに使用できる。 The present invention can be used for a system that handles a plurality of video data streams, such as a video transmission system at a sporting event and a video distribution system in a broadcasting station.

１０、４２２ＩＰ非圧縮映像エンコーダ
１００−１〜１００−４ＩＰエンコーダ部
１１０ＩＰ入力インタフェース部
１１０１パケット処理部
１１０２ＦＥＣ処理部
１１０３ＦＥＣ制御用バッファメモリ
１１１−１〜１１１−４受信側スイッチインタフェース
１１１１、１３１１ＩＰパケットストリーム
１２０エンコーダ部
１２１信号抽出部
１２１１非圧縮映像信号
１２２エンコーダ
１２２１映像エンコーダ
１２２２オーディオエンコーダ
１２２３圧縮映像のＰＥＳ
１２３エンコーダ制御部
１２３１映像データ
１２３２−１〜１２３２−８オーディオデータ
１２３４−１〜１２３４−８圧縮オーディオのＰＥＳ
１２４信号変換部
１２５ＭＰＥＧ２−ＴＳの多重器
１２５１ＭＰＥＧ２−ＴＳ
１３０ＩＰ出力インタフェース部
１３０１パケット処理部
１３０２ＦＥＣ処理部
１３０３ＦＥＣ制御用バッファメモリ
１３１−１〜１３１−４送信側スイッチインタフェース
１４０受信側スイッチ
１４１１−１〜１４１１−９９１０ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ
１５１１−１〜１５１１−９９１ＧｂｐｓＥｔｈｅｒｎｅｔ
１５０送信側スイッチ
２００、４００、５００、６００映像システム
２３０−１〜２３０−９９、４１１−１〜４１１−９９、５１１−１〜５１１−９９、
６１１−１〜６１１−９９カメラ
２０１−１〜２０１−９９同軸ケーブル
２２０１−１〜２２０１−９９ＨＤ−ＳＤＩまたはＨＤＭＩの映像信号
２２１−１〜２２１−９９同軸ケーブルまたはＨＤＭＩケーブル
２１０−１〜２１０−９９、４１２−１〜４１２−９９非圧縮映像伝送装置
２２０−１〜２２０−９９ＩＰデコーダ
２３０１−１〜２３０１−９９ＨＤ−ＳＤＩ映像信号
２４０−１〜２４０−９９モニター
４１０−１〜４１０−１０、５１０−１〜５１０−１０、６１０−１〜６１０−１０競技場
４２０、５２０、６２０放送センター
４２１、５２３、６２３映像伝送部
５１２−１〜５１２−９９、６１２−１〜６１２−９９Ｅ／Ｏ変喚器
５２１−１〜５２１−９９、６２１−１〜６２１−９９Ｏ／Ｅ変換器
５２２−１〜５２２−９９、６２１−１〜６２１−２映像エンコーダ
６２４マトリクススイッチャ 10, 422 IP uncompressed video encoders 100-1 to 100-4 IP encoder unit 110 IP input interface unit 1101 Packet processing unit 1102 FEC processing unit 1103 FEC control buffer memory 111-1 to 111-4 Reception side switch interface 1111 1311 IP packet stream 120 Encoder unit 121 Signal extraction unit 1211 Uncompressed video signal 122 Encoder 1221 Video encoder 1222 Audio encoder 1223 Compressed video PES
123 Encoder control unit 1231 Video data 1232-1 to 1232-8 Audio data 1234-1 to 1234-8 PES of compressed audio
124 Signal converter 125 MPEG2-TS multiplexer 1251 MPEG2-TS
130 IP Output Interface Unit 1301 Packet Processing Unit 1302 FEC Processing Unit 1303 FEC Control Buffer Memory 131-1 to 131-4 Transmission Side Switch Interface
140 Receiving-side switches 1411-1 to 1411-99 10Gbps Ethernet
1511-1 to 1511-99 1 Gbps Ethernet
150 Transmission side switches 200, 400, 500, 600 Video systems 230-1 to 230-99, 411-1 to 411-99, 511-1 to 511-99,
611-1 to 611-99 Cameras 201-1 to 201-99 Coaxial cables 2201-1 to 2201-99 HD-SDI or HDMI video signals 221-1 to 221-99 Coaxial cables or HDMI cables 210-1 to 210- 99, 412-1 to 412-99 Uncompressed video transmission devices 220-1 to 220-99 IP decoders 2301-1 to 2301-99 HD-SDI video signals 240-1 to 240-99 Monitors 410-1 to 410-10 , 510-1 to 510-10, 610-1 to 610-10 Stadiums 420, 520, 620 Broadcast centers 421, 523, 623 Video transmission units 512-1 to 512-99, 612-1 to 612-99 E / O changers 521-1 to 521-99, 621-1 to 621-99 O / E converters 522-1 to 5-5 22-99, 621-1 to 621-2 Video encoder 624 Matrix switcher

Claims

It connects the at least one first network transmitting an uncompressed video signal into IP packets, and at least one second network transmits a compressed video signal into IP packets, from the first network A video encoder that compresses the received IP packetized uncompressed video signal and transmits the IP packetized compressed video signal to the second network ;
Each is
Receiving means for receiving the IP packetized uncompressed video signal ;
Extracting means for extracting video data from the IP packetized uncompressed video signal ;
And compression means for compressing the previous Symbol image data,
Creating means for IP-packing the video data compressed by the compression means to create the IP packetized compressed video signal ;
Transmitting means for transmitting the compressed video signal in the form of IP packets;
A plurality of encoder units including
A plurality of receiving network interfaces each connected to any of the at least one first network;
Receiving a non-compressed video signal wherein the IP packets from the first network via the at least one of said plurality of receiving network interface, the selected at least one of the plurality of encoder A switch on the receiving side for transmitting an IP packetized uncompressed video signal ;
A plurality of transmitting network interfaces each connected to any of the at least one second network;
Receiving the IP packetized compressed video signal from the selected encoder unit , selecting at least one of the plurality of transmission side network interfaces , and via the selected transmission side network interface video encoder, characterized in that it comprises an IP packetized compressed video signal and a switch on the transmission side to be transmitted to the second network.

Wherein the receiving side of the switch, said transmission side of the switch, the video encoder according to claim 1, characterized by using the same switch.

At least one first network and a second network for transmitting a compressed video signal that is IP packetized connection, received from the first network IP for transmitting the uncompressed video signal into IP packets A video encoder that compresses a packetized uncompressed video signal and transmits the IP packetized compressed video signal to the second network ;
Each is
Receiving means for receiving an uncompressed video signal the IP packets,
Extracting means for extracting video data from the IP packetized uncompressed video signal ;
And compression means for compressing the previous Symbol image data,
And creation means for the image data compressed by the pressure Chijimite stage and I P packetizing to create a compressed video signal that is the IP packetizing,
Transmitting means for transmitting the compressed video signal in the form of IP packets to the second network ;
A plurality of encoder units including
A plurality of receiving network interfaces, each connected to any of the at least one first network;
Receiving a non-compressed video signal wherein the IP packets from the first network via the at least one of said plurality of receiving network interface, the selected at least one of the plurality of encoder video encoder, characterized in that it comprises a receiving switches for transmitting an uncompressed video signal into IP packets.

Connects the first network to transmit uncompressed video signal into IP packets, and at least one second network transmits a compressed video signal into IP packets, received from the first network the A video encoder that compresses an IP packetized uncompressed video signal and transmits the IP packetized compressed video signal to the second network ;
Each is
From the first network, receiving means for receiving an uncompressed video signal the IP packets,
And the lead-shi means for retrieving the image data from the non-compressed video signal wherein the IP packets,
And compression means for compressing the previous Symbol image data,
And creation means for the image data compressed by the pressure Chijimite stage and I P packetizing to create a compressed video signal that is the IP packetizing,
Transmitting means for transmitting the compressed video signal in the form of IP packets;
A plurality of encoder units including
A plurality of transmitting network interfaces each connected to any of the at least one second network;
Receiving the IP packetized compressed video signal from any of the plurality of encoder units, selecting at least one of the plurality of transmission side network interfaces , and via the selected transmission side network interface video encoder, characterized in that it comprises a switch on the transmission side transmits the compressed video signal that is the IP packet into the second network.

Said extraction means further seen contains the audio data extraction means for extracting the audio data,
Before SL compression means, video encoder according to any one of claims 1 to 4, further comprising audio data compressing means for compressing the audio data.

  At least one first network for transmitting an IP packetized uncompressed video signal;
  At least one second network for transmitting IP packetized compressed video signals;
  The first network is connected to the second network, the IP packetized uncompressed video signal received from the first network is compressed, and the IP packet is converted to the second network. A video encoder that transmits compressed video signals;
  With
  The video encoder is
  A plurality of encoder units, each of which
    Receiving means for receiving the IP packetized uncompressed video signal;
    Extracting means for extracting video data from the IP packetized uncompressed video signal;
    Compression means for compressing the video data;
    Creating means for IP-packing the video data compressed by the compression means to create the IP packetized compressed video signal;
    Transmitting means for transmitting the compressed video signal in the form of IP packets;
  An encoder unit comprising:
  A plurality of receiving network interfaces each connected to any of the at least one first network;
  Receiving the IP packetized uncompressed video signal from the first network via at least one of the plurality of receiving-side network interfaces, selecting at least one of the plurality of encoder units, and A switch on the receiving side for transmitting an IP packetized uncompressed video signal;
  A plurality of transmitting network interfaces each connected to any of the at least one second network;
  Receiving the IP packetized compressed video signal from the selected encoder unit, selecting at least one of the plurality of transmission side network interfaces, and via the selected transmission side network interface; A switch on the transmission side for transmitting the compressed video signal in the form of an IP packet to the second network;
  A video distribution system comprising:

The video distribution system according to claim 6, wherein the switch on the reception side and the switch on the transmission side use the same switch.

  At least one first network for transmitting an IP packetized uncompressed video signal;
  A second network for transmitting a compressed video signal that is IP packetized;
  The first network is connected to the second network, the IP packetized uncompressed video signal received from the first network is compressed, and the IP packet is converted to the second network. A video encoder that transmits compressed video signals;
  With
  The video encoder is
  A plurality of encoder units, each of which
    Receiving means for receiving the IP packetized uncompressed video signal;
    Extracting means for extracting video data from the IP packetized uncompressed video signal;
    Compression means for compressing the video data;
    Creating means for IP-packing the video data compressed by the compression means to create the IP packetized compressed video signal;
    Transmitting means for transmitting the compressed video signal in the form of IP packets to the second network;
  An encoder unit including
  A plurality of receiving network interfaces, each connected to any of the at least one first network;
  Receiving the IP packetized uncompressed video signal from the first network via at least one of the plurality of receiving-side network interfaces, selecting at least one of the plurality of encoder units, and A switch on the receiving side that transmits an IP packetized uncompressed video signal;
  A video distribution system comprising:

  A first network for transmitting an IP packetized uncompressed video signal;
  At least one second network for transmitting IP packetized compressed video signals;
  The first network is connected to the second network, the IP packetized uncompressed video signal received from the first network is compressed, and the IP packet is converted to the second network. A video encoder that transmits compressed video signals;
  With
  The video encoder is
  A plurality of encoder units, each of which
    Receiving means for receiving the IP packetized uncompressed video signal from the first network;
    Extracting means for extracting video data from the IP packetized uncompressed video signal;
    Compression means for compressing the video data;
    Creating means for IP-packing the video data compressed by the compression means to create the IP packetized compressed video signal;
    Transmitting means for transmitting the compressed video signal in the form of IP packets;
  An encoder unit including
  A plurality of transmitting network interfaces each connected to any of the at least one second network;
  Receiving the IP packetized compressed video signal from any of the plurality of encoder units, selecting at least one of the plurality of transmission side network interfaces, and via the selected transmission side network interface A transmission-side switch that transmits the IP packetized compressed video signal to the second network;
  A video distribution system comprising:

  The extraction means of the video encoder further includes audio data extraction means for extracting audio data,
  The compression means of the video encoder further includes audio data compression means for compressing the audio data.
  The video distribution system according to claim 6, wherein the video distribution system is a video distribution system.